中建三局集团有限公司 安徽宿州 234000
摘要：钢板桩+内支撑基坑支护形式是一种常见的基坑支护体系。钢板桩的施打在较软土层中较为顺利，但是在硬质土层中施打时会碰到单根钢板桩施打时间过长、钢板桩施打至一定深度后很难继续深入。而本文通过钢板桩引孔施工在宿州管廊项目的应用实例，对其应用特点、工艺原理、操作要点、质量控制、安全保证措施等进行了阐述分析，实践表明钢板桩引孔施工是一种低耗、环保、经济实用的绿色工艺，保证了钢板桩在硬质土况下的施打，能为企业带来良好的经济效益和社会效益。
关键词：基坑支护；引孔；施工工艺；钢板桩；质量控制；效益
引言：随着当前施工技术的不断发展和人工费用的上涨，新技术不断被应用到施工过程中，而钢板桩在基坑支护中是常见的一种材料，应用广泛，桥梁施工中的沉井顶的围堰，管柱基础、桩基础及明挖基础的围堰等均采用钢板桩作为围护材料。功能、外观、实用价值是当今人们选择建筑材料的时候所采用的标准。钢板桩正符合上述三点：其制造组件的要素提供了简单而又实用的结构，满足结构上安全和环境保护方面的所有要求。所以钢板桩的使用符合整个行业潮流。钢板桩的施打在较软土层中（如河底淤泥）较为顺利，但是在硬质土层中施打时会碰到单根钢板桩施打时间过长、钢板桩施打至一定深度后很难继续深入、强行施打损坏钢板桩及打桩机等问题，如何省时省力省钱地解决以上钢板桩在硬质土况下的施打问题是目前行业内钢板桩施打的研究重点。而中建三局承建的宿州市人民路与拂晓大道地下综合管廊建设工程设计、施工总承包项目，其中人民路试验段管廊的支护结构形式采用钢板桩+内支撑，钢板桩深度 15m。地质勘察报告表明：该拟建试验段南段场地地层较为中等复杂，自上而下分别有杂填土、素填土、耕植土、粉质粘土、粉土、粉砂、粉质粘土粉土互层。在施工前，试打 3 根钢板桩，均遇到费时、桩身变形等问题，为确保进度及施工质量要求，中建三局宿州管廊项目部开展科技攻关及方案创新，通过深化设计、试验设计了确保钢板桩顺利施打的“硬质土引孔施工”。从质量、进度、经济效益等角度实现优化，与此同时也形成了“硬质土况下的钢板桩引孔施工工法”。
1工程概况
项目为宿州市人民路与拂晓大道地下综合管廊建设工程设计、施工总承包工程，工程建设内容包括综合管廊 2 条，管廊总长度达 8920m。其中宿州市人民路（物流一路至泗州路）地下综合管廊建设长度为 4440m，拂晓大道（物流路至雨阳路）地下综合管廊建设长度为4480m，总建筑面积约 10 万 m2。
管廊采用现浇混凝土结构，主要节点有投料口、通风口、分支口、十字交叉口、端井、设备口、倒虹段等，以及其他相应配套的电气、监控、排水、消防、通风、控制中心、安全运行监测系统等工程。本项目采用的综合管廊断面形式可分为四舱型（拂晓大道）、三舱型（人民路）按照多孔闭合框架进行设计，综合管廊标准断面：四舱管廊 11m×3.6m、三舱管廊 8.6 m×3.6m，最大跨度为 2.8m，埋深为 3m。综合管廊布置在道路步行道东侧下方，管廊侧壁距离步行道约 4m，容纳电力、弱电、给水、燃气及污水管线等。本工程人民路试验段管廊的支护结构形式采用钢板桩+内支撑，钢板桩深度 15m，钢板桩支护墙长度 220m，由于土质较硬，直接施打存在困难，采用钢板桩引孔施工工艺解决。
2钢板桩引孔技术特点
钢板桩引孔技术体现以下技术特点：
1）在硬质土况下的钢板桩施打前进行引孔施工，看似添加一道工序，实则起到“磨刀不误砍柴工”的效果，大大提高了钢板桩施打的效率。
2）虽然钢板桩作为一项符合行业潮流的支护形式，但是由于在过硬土质的施打较为困难，也有使用局限，本技术解决了钢板桩在硬质土况下的施打问题，扩大了钢板桩支护的适用范围；
3）采用本技术能够避免打桩机械的超负荷运转，从而减小打桩机和钢板桩的损坏几率，避免形成安全、质量隐患；
4）钢板桩施打前先行引孔，将钢板桩的位置提前确定，后续钢板桩施工直接在孔内进行施打，降低了钢板桩施打过程中的定位难度。
5）本技术适用于在硬质土况下采用钢板桩作为支护而直接施打存在困难的工程。。
6）现场施工垃圾少，绿色环保，文明施工效果好。
3施工工艺流程及操作要点
3.1 施工工艺流程：
硬质土况下的钢板桩引孔施工工艺：
根据设计图纸深化施工方案、设备选型→钻机组装调试→施工放线定位桩位及高程→相关人员复核、验收轴线、桩定位→人工挖管线探沟→长螺旋钻机就位→钻杆对正桩位→调整钻杆垂直度→调整完毕后开动电机钻孔→钻至设计要求标高→提钻→移位→引下一根孔
3.2 操作要点：
1、探沟
人工挖管线探沟，沟宽 1m，深 3m。
2、测量定位放线
首先复核移交的控制点，然后根据施工图和建筑红线及移交的控制点精确施放各轴线和桩位，桩位确定后，在桩位上订小木桩做好标志。桩位放线完备后，汇请相关人员验线，复核桩位。
3、引孔机就位
引孔机就位时应校正，要求保持平整、稳固，使在钻进时不发生倾斜或移动。施工作业人员应从钻机正面与侧面两个相互垂直方向，采用吊线锥或利用钻机平台用水平尺进行垂直检查，及时调整钻机位置，保证钻具垂直，并将钻头锥尖对准桩位中心点，同时检查钻头两侧阀门应开筏自如。
按规定安装好机械的电路、电器、检验机械的施工性能，并做好机械的调试，直至机械运转正常。
4、钻机引孔施工
桩位线验收及机械调试工作完成后，开始机械钻孔取土施工，引孔施工按引孔至中风化面。
成孔阶段应保证钻头两侧阀门密闭。启动钻机钻 0.5～1.0m 深，检查一切正常后，再继续钻进，土块随螺栓叶片上升排出孔口，达到设计深度后停钻、提钻，钻到预应深度后，应在原深处空转清土。成孔时作业人员应从两侧垂直方向，采用钻机柱吊挂垂线的方法，检查钻具成孔时的垂直度，发现偏斜及时进行调整，以保证钻孔的垂直度。成孔深度应满足设计要求，在钻架上应有控制深度标尺，以便在施工中进行观测、记录。
可利用在钻机立柱上施划尺寸记或其它方法进行施工深度的控制。对成孔时旋出地面的泥土及时清理，以保证场地道路通畅、平整，便于钻机转移作业；
5、完成一根桩的引孔时，即可移机至下一根需引孔桩位进行引孔施工。
6、引孔后应立即进行钢板桩施打间隔时间不宜过长。
5资源配备
5.1 成立管理层：
成立“硬质土况下的钢板桩引孔施工”领导小组，项目部技术总工任组长，项目生产经理为副组长，技术员、质量员等为小组成员，对钢板桩引孔施工机械、工序衔接等对比，并根据现场实施情况及时进行技术改进。
5.2 操作层劳动力组织：
需配备引孔工人 6 人。
5.3 机具设备：
（1）引孔施工需引孔机 1 台，型号为 TH-5A；
（2）定位测量需全站仪 1 台，型号为 NTS-352L。
6 质量控制
6.1 质量控制标准
检查数量：按照下表要求。
检验方法：用全站仪、铅锤和钢尺现场实测。
说明：
（1）引孔施工的质量好坏直接决定了后期钢板桩施打的效率高低，既然已经在钢板桩施打前增加这样一道引孔工序，就应该严格控制引孔施工质量，确保发挥引孔的作用。
目前尚未有针对钢板桩引孔施工的质量验收规范，本技术参考《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）采用以下控制标准：
7安全措施
硬质土况下的钢板桩引孔施工过程需要注意的安全事项：
（1）施工完成的引孔，应用木板遮盖或对引孔完成区域拉警示带，防止坠落。
（2）进场后，对工地的员工进行安全教育学习，建立好安全生产管理体系，对工人进行安全技术交底。
（3）给员工提供合格的安全帽及防护设备，配置必要的劳保用品。
（4）机械设备安装完毕后，工地负责人、专职机电员，必须认真检查，进行试运正常后才施工。
（5）人员必须戴好安全帽，上机架必须系好安全带。
（6） 设置合理的供电系统，经常检查线路是否有断线、破皮、短路等情况。搞好用电线路的架敷设置，且设漏电保护器，并做好一机一闸。
（7）下班必须短开总电源，各操作部位必须置零。（8）常检查机械所用油绳，保证油绳的安全使用。
（8）严格执行有关安全工作规定，互相监督，严防事故的发生。
（9）机械设备的安全装置必须处于良好状态，对裸露的传动系统或易于造成事故的凸出部位设置安全防护罩。
8效益分析
8.1 经济效益
1、提高施工速度，大大缩短钢板桩施打时间由于土质较硬，直接施打存在困难：单根钢板桩施打时间过长、钢板桩施打至一定深度后很难继续深入、强行施打损坏钢板桩及打桩机影响工期。通过钢板桩施打前进行引孔的方法起到“磨刀不误砍柴工”的效果。直接缩短时间 15d。
2、减少机械材料损坏，节约成本
在硬质土体中强行施打钢板桩会造成钢板桩变形损坏、打桩机长时间超负荷工作损坏，采用此工法避免了这些问题，间接节约建造成本 3.6 万元。
8.2 其他效益
通过“硬质土况下的钢板桩引孔施工”，提高了钢板桩施打的效率，解决了钢板桩在硬土中需要反复打拔浪费能源的问题，并避免了钢板桩在反复打拔及强行施打过程中产生钢板桩损坏和打桩机损坏的问题，一定程度上节约了成本，响应了创建节约型工地的号召。同时提高了公司在钢板桩支护施工领域的科技实力和核心竞争力，增强了企业技术实力和技术人才培养储备，进一步增强了公司科技自主创新的能力。
9结语
钢板桩引孔技术的应用，成孔解决了硬质土体中钢板桩直接施打费时费力这一课题，推进施工进度，节省施工工期，并改善安全文明施工，给企业带来良好的经济和社会效益，市场前景十分广阔。
参考文献：
[1]李成伟，拉森钢板桩围堰施工中引孔技术的应用，《铁道建筑技术》 2014 （s1）：35-37
论文作者:梁言明,赵威中,徐志斌,陈凌,王中
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
标签：钢板论文; 钻机论文; 技术论文; 深度论文; 土层论文; 机械论文; 宿州市论文; 《基层建设》2018年第1期论文;